JP2020536350A - Interferometer stage positioning device - Google Patents

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Abstract

電子ビーム検査装置用のステージ装置であって、支持面を備えるオブジェクトテーブルであって、支持面上で基板を支持するように構成されたオブジェクトテーブルと、オブジェクトテーブルを位置決めするように構成された位置決めデバイスと、第一軸に平行なオブジェクトテーブルの高さ位置を測定するように構成された位置センサを備える位置測定システムであって、第一軸が支持面に略直交であり、位置センサが、干渉計センサを有する干渉計測定システムを備える、位置測定システムとを備え、干渉計センサの測定ビームが、オブジェクトテーブルの反射面を測定方向に照射するように構成され、測定方向が、第一軸に平行な第一成分と第二軸に平行な第二成分とを有し、第二軸が第一軸に略直交である、ステージ装置。【選択図】 図5A stage device for an electron beam inspection device, an object table having a support surface, an object table configured to support a substrate on the support surface, and a positioning configured to position the object table. A position measuring system comprising a device and a position sensor configured to measure the height position of an object table parallel to the first axis, where the first axis is substantially orthogonal to the support surface and the position sensor. A position measuring system including an interferometer measuring system having an interferometer sensor, the measuring beam of the interferometer sensor is configured to illuminate the reflective surface of the object table in the measuring direction, and the measuring direction is the first axis. A stage device having a first component parallel to and a second component parallel to the second axis, the second axis being substantially orthogonal to the first axis. [Selection diagram] Fig. 5

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、2017年10月4日に出願された欧州特許出願公開第17194665.0号の優先権を主張するものであり、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
Cross-reference of related applications
[0001] This application claims the priority of European Patent Application Publication No. 171946665.0, filed October 4, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0002] 本説明は、半導体デバイスなどの試料を検査するように構成された電子ビーム検査装置用のステージ位置決めデバイスに関する。 [0002] The present description relates to a stage positioning device for an electron beam inspection device configured to inspect a sample such as a semiconductor device.

[0003] 半導体プロセスでは、欠陥が不可避的に発生する。そのような欠陥は、デバイス性能に影響を及ぼし、さらには故障につながる場合がある。したがって、デバイスの歩留まりに影響を及ぼし、その結果、コスト上昇がもたらされる。半導体プロセスの歩留まりを制御するために、欠陥のモニタリングが重要である。欠陥のモニタリングに有用な1つのツールは、1つ又は複数の電子ビームを使用して試料のターゲット部分をスキャンするSEM(走査電子顕微鏡)である。 [0003] Defects inevitably occur in semiconductor processes. Such defects affect device performance and can even lead to failure. Therefore, it affects the yield of the device, resulting in an increase in cost. Defect monitoring is important to control the yield of semiconductor processes. One useful tool for defect monitoring is a scanning electron microscope (SEM) that scans the target portion of a sample using one or more electron beams.

[0004] 欠陥を確実にモニタリングするために、ターゲット部分での1つ又は複数の電子ビームの正確な位置決めが必要となる。よりはるかに小さな欠陥をモニタリングするために、位置決め要件をさらに強化する必要がある場合がある。同時に、一般に、試料の移動の加速及び減速のみならず、試料の移動速度の増加を必要とする高いスループットが望ましい。また、試料の移動が停止した後に検査装置を静置させ得る静置時間を短縮する必要がある場合がある。全体として、上記によって、試料の位置決めの精度及び動態に関する要件の強化がもたらされることがある。 [0004] Accurate positioning of one or more electron beams at the target portion is required to reliably monitor defects. Positioning requirements may need to be further strengthened to monitor much smaller defects. At the same time, in general, high throughput is desired, which requires not only acceleration and deceleration of sample movement, but also increased sample movement speed. In addition, it may be necessary to shorten the standing time during which the inspection device can be left standing after the movement of the sample is stopped. Overall, the above may result in enhanced requirements for sample positioning accuracy and dynamics.

[0005] 電子ビーム検査ツールの既知の実施形態では、光学センサは、オブジェクトテーブル上に支持された基板の垂直高さ位置を基板のターゲットエリア又はその付近で測定するために使用される。この光学センサは、この箇所における基板の高さ位置を高精度で測定することが可能である。しかしながら、光学センサは、測定速度が約130Hzに制限される。このことは、光学センサが、比較的正確であるが、低い測定速度を有することを意味する。 [0005] In a known embodiment of an electron beam inspection tool, an optical sensor is used to measure the vertical height position of a substrate supported on an object table at or near the target area of the substrate. This optical sensor can measure the height position of the substrate at this location with high accuracy. However, the optical sensor is limited in measurement speed to about 130 Hz. This means that the optical sensor is relatively accurate but has a low measurement speed.

[0006] 電子ビーム検査ツールの性能への要求が高まるほど、光学センサのこの性能によって位置決めデバイスの帯域幅が制限される。 [0006] As the demand for performance of electron beam inspection tools increases, this performance of optical sensors limits the bandwidth of positioning devices.

[0007] 本発明の目的は、電子ビーム源に対するオブジェクトテーブル上に支持された基板の比較的迅速で且つ十分に正確な位置決めを可能にする電子ビーム検査ツールを提供することである。特に、本発明の目的は、オブジェクトテーブル上に支持された基板の高さ位置の比較的迅速で且つ十分に正確な決定を可能にする位置測定システムを提供することである。 [0007] An object of the present invention is to provide an electron beam inspection tool that enables relatively quick and sufficiently accurate positioning of a substrate supported on an object table with respect to an electron beam source. In particular, an object of the present invention is to provide a position measuring system that enables a relatively quick and sufficiently accurate determination of the height position of a substrate supported on an object table.

[0008] 本発明の態様によれば、ステージ装置であって、
支持面を備えるオブジェクトテーブルであって、支持面上で基板を支持するように構成されたオブジェクトテーブルと、
オブジェクトテーブルを位置決めするように構成された位置決めデバイスと、
第一軸に平行なオブジェクトテーブルの高さ位置を測定するように構成された位置センサを備える位置測定システムであって、第一軸が支持面に略直交であり、位置センサが、干渉計センサを有する干渉計測定システムを備える、位置測定システムと
を備え、
干渉計センサの測定ビームが、オブジェクトテーブルの反射面を測定方向に照射するように構成され、測定方向が、第一軸に平行な第一成分と第二軸に平行な第二成分とを有し、第二軸が第一軸に略直交である、
ステージ装置が提供される。
[0008] According to an aspect of the present invention, it is a stage device.
An object table having a support surface, which is configured to support a substrate on the support surface, and an object table.
With a positioning device configured to position the object table,
A position measurement system including a position sensor configured to measure the height position of an object table parallel to the first axis, where the first axis is substantially orthogonal to the support surface and the position sensor is an interferometer sensor. Equipped with an interferometer measuring system, equipped with a position measuring system,
The measurement beam of the interferometer sensor is configured to illuminate the reflective surface of the object table in the measurement direction, and the measurement direction has a first component parallel to the first axis and a second component parallel to the second axis. And the second axis is approximately orthogonal to the first axis,
Stage equipment is provided.

[0009] 本発明のさらなる態様は、粒子ビーム装置、電子ビーム装置、電子ビーム検査装置、リソグラフィ装置、メトロロジ装置、又は真空装置によって具現化されてもよい。 [0009] A further aspect of the present invention may be embodied by a particle beam device, an electron beam device, an electron beam inspection device, a lithography device, a metrology device, or a vacuum device.

[0010] 本発明は、類似の参照符号が類似の構造要素を表す、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明によって容易に理解されるであろう。 [0010] The present invention will be readily understood by the following detailed description, in conjunction with the accompanying drawings, in which similar reference numerals represent similar structural elements.

[0011]図1Aは、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツールの概略図である。[0011] FIG. 1A is a schematic view of an electron beam inspection tool according to an embodiment of the present invention. [0011]図1Bは、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツールの概略図である。[0011] FIG. 1B is a schematic view of an electron beam inspection tool according to an embodiment of the present invention. [0012]図2は、本発明の実施形態に適用できる電子光学システムの概略図である。[0012] FIG. 2 is a schematic diagram of an electro-optical system applicable to an embodiment of the present invention. [0012]図3は、本発明の実施形態に適用できる電子光学システムの概略図である。[0012] FIG. 3 is a schematic diagram of an electro-optical system applicable to an embodiment of the present invention. [0013]図4は、本発明の実施形態によるEBIシステムの可能な制御アーキテクチャを概略的に描く。[0013] FIG. 4 schematically illustrates a possible control architecture of an EBI system according to an embodiment of the present invention. [0014]図5は、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツールの第一実施形態を概略的に描く。[0014] FIG. 5 schematically depicts a first embodiment of an electron beam inspection tool according to an embodiment of the present invention. [0015]図6は、本発明によるオブジェクトテーブル上に支持された基板の高さを制御するための制御方式を概略的に描く。[0015] FIG. 6 schematically depicts a control method for controlling the height of a substrate supported on an object table according to the present invention. [0016]図7は、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツールの第二実施形態を概略的に描く。[0016] FIG. 7 schematically depicts a second embodiment of the electron beam inspection tool according to the embodiment of the present invention. [0017]図8は、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツールの第三実施形態を概略的に描く。[0017] FIG. 8 schematically illustrates a third embodiment of the electron beam inspection tool according to the embodiment of the present invention. [0018]図9は、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツールの第四実施形態を概略的に描く。[0018] FIG. 9 schematically depicts a fourth embodiment of the electron beam inspection tool according to the embodiment of the present invention.

[0019] ここで、本発明のいくつかの例示の実施形態を示す、添付の図面を参照しながら、本発明の種々の例示の実施形態をより完全に説明する。図面では、分かり易くするために、層及び領域の厚さが誇張されている場合がある。 [0019] Here, various exemplary embodiments of the invention will be described more fully with reference to the accompanying drawings which show some exemplary embodiments of the invention. In the drawings, the thickness of the layers and regions may be exaggerated for clarity.

[0020] 本明細書では、本発明の詳細な例示の実施形態が開示される。しかしながら、本明細書に開示する特定の構造的且つ機能的詳細は、単に本発明の例示の実施形態を説明する目的で示すにすぎない。本発明は、しかしながら、多くの代替形態で具現化されてもよく、本明細書に記載の実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。 [0020] The present specification discloses a detailed exemplary embodiment of the present invention. However, the particular structural and functional details disclosed herein are provided solely for the purpose of illustrating exemplary embodiments of the invention. The present invention, however, may be embodied in many alternative embodiments and should not be construed as being limited to the embodiments described herein.

[0021] よって、本発明の例示の実施形態は、種々の修正及び代替形態を受け入れる余地があるが、これらの実施形態は、図面中に例として示され、本明細書で詳細に説明されるであろう。しかしながら、本発明の例示の実施形態を開示の特定の形態に限定する意図はなく、それどころか、本発明の例示の実施形態が、本明細書の範囲内に含まれる全ての修正、同等物、及び代替案を網羅するものであることを理解されたい。類似の番号は、図の説明全体を通して類似の要素を指す。 [0021] Thus, the exemplary embodiments of the invention are open to accepting various modifications and alternatives, but these embodiments are illustrated in the drawings as examples and are described in detail herein. Will. However, it is not intended to limit the exemplary embodiments of the invention to the particular embodiments disclosed, and on the contrary, all modifications, equivalents, and equivalents within the scope of the present invention. Please understand that it covers alternatives. Similar numbers refer to similar elements throughout the description of the figure.

[0022] 本明細書で使用される場合、「試料」という用語は、概して、対象とする欠陥(DOI)が存在し得るウェーハ又は他の任意の試料を指す。「試料」及び「サンプル」という用語は本明細書では交換可能に使用されるが、ウェーハに関して本明細書で説明する実施形態が他の任意の試料(例えば、レクチル、マスク、又はフォトマスク)用に構成及び/又は使用され得ることを理解されたい。 [0022] As used herein, the term "sample" generally refers to a wafer or any other sample in which the defect (DOI) of interest may be present. Although the terms "sample" and "sample" are used interchangeably herein, the embodiments described herein for wafers are for any other sample (eg, reticle, mask, or photomask). It should be understood that it can be configured and / or used in.

[0023] 本明細書で使用される場合、「ウェーハ」という用語は、概して、半導体又は非半導体材料で形成された基板を指す。そのような半導体又は非半導体材料の例としては、限定されるものではないが、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム、及びリン化インジウムが挙げられる。そのような基板は、一般的に、半導体製造設備内で見られ、及び/又は処理される。 [0023] As used herein, the term "wafer" generally refers to a substrate made of a semiconductor or non-semiconductor material. Examples of such semiconductor or non-semiconductor materials include, but are not limited to, single crystal silicon, gallium arsenide, and indium phosphide. Such substrates are commonly found and / or processed in semiconductor manufacturing equipment.

[0024] 本発明では、「軸方向」とは、「装置、コラム、又はレンズなどのデバイスの光軸方向」を意味し、その一方で、「半径方向」とは「光軸に直交する方向」を意味する。通常、光軸は、カソードから始まり、試料において終端する。全ての図面において、光軸は常にz軸を指す。 [0024] In the present invention, the "axial direction" means the "optical axis direction of a device such as a device, column, or lens", while the "radial direction" means a "direction orthogonal to the optical axis". Means. Normally, the optical axis starts at the cathode and ends at the sample. In all drawings, the optical axis always points to the z-axis.

[0025] 交差点という用語は、電子ビームの焦点が合わせられる点を指す。 [0025] The term intersection refers to the point at which the electron beam is focused.

[0026] 仮想光源という用語は、カソードから放出された電子ビームを「仮想」光源まで後方に辿ることができることを意味する。 [0026] The term virtual light source means that the electron beam emitted from the cathode can be traced backwards to a "virtual" light source.

[0027] 本発明による検査ツールは、荷電粒子源、特にSEM、電子ビーム検査ツール、又はEBDWに適用できる電子ビーム源に関する。電子ビーム源は、当技術分野では、e銃(電子銃)と称されることもある。 [0027] The inspection tool according to the present invention relates to a charged particle source, particularly an electron beam source applicable to an SEM, an electron beam inspection tool, or an EBDW. The electron beam source is sometimes referred to as an e-gun (electron gun) in the art.

[0028] 図面に関して、図が一定の縮尺で描かれていないことに留意されたい。特に、図のいくつかの要素の縮尺は、要素の特徴を強調するために大きく誇張されている場合がある。また、図が同じ縮尺で描かれていないことにも留意されたい。同様に構成され得る、2つ以上の図に示す要素は、同じ参照符号を使用して示される。 [0028] With respect to the drawings, please note that the drawings are not drawn to a certain scale. In particular, the scale of some elements in the figure may be greatly exaggerated to emphasize the characteristics of the elements. Also note that the figures are not drawn to the same scale. The elements shown in two or more figures that may be similarly constructed are shown using the same reference numerals.

[0029] 図面では、分かり易くするために、各コンポーネントの及び全てのコンポーネント間の相対的寸法が誇張されている場合がある。以下の図面の説明では、同じ又は類似の参照番号は、同じ若しくは類似のコンポーネント又はエンティティを指し、且つ個々の実施形態に関する相違のみを説明する。 [0029] In the drawings, the relative dimensions of each component and between all components may be exaggerated for clarity. In the description of the drawings below, the same or similar reference numbers refer to the same or similar components or entities, and only differences with respect to individual embodiments are described.

[0030] よって、本発明の例示の実施形態は、種々の修正及び代替形態を受け入れる余地があるが、これらの実施形態は、図面中に例として示され、本明細書で詳細に説明されるであろう。しかしながら、本発明の例示の実施形態を開示の特定の形態に限定する意図はなく、それどころか、本発明の例示の実施形態が、本明細書の範囲内に含まれる全ての修正、同等物、及び代替案を網羅するものであることを理解されたい。 [0030] Thus, the exemplary embodiments of the invention are open to accepting various modifications and alternatives, but these embodiments are illustrated in the drawings as examples and are described in detail herein. Will. However, it is not intended to limit the exemplary embodiments of the invention to the particular embodiments disclosed, and on the contrary, all modifications, equivalents, and equivalents within the scope of the present invention. Please understand that it covers alternatives.

[0031] 図1A及び図1Bは、本発明の実施形態による電子ビーム(eビーム)検査(EBI)システム100の上面図及び断面図を概略的に描く。図示の実施形態は、筐体110と、検査すべきオブジェクトを受け入れて検査されたオブジェクトを出力するためのインターフェースとしての役割を果たす1対のロードポート120とを備える。図示の実施形態は、ロードポートに/ロードポートからオブジェクトを搬送及び/又は移送するように構成された、EFEM、機器フロントエンドモジュール130と称される、オブジェクト移送システムをさらに備える。図示の実施形態では、EFEM130は、EBIシステム100のロードポートとロードロック150との間でオブジェクトを移送するように構成されたハンドラロボット140を備える。ロードロック150は、筐体110の外側及びEFEM内で生じる大気条件と、EBIシステム100の真空チャンバ160内で生じる真空条件との間のインターフェースである。図示の実施形態では、真空チャンバ160は、検査すべきオブジェクト、例えば半導体基板又はウェーハ上に電子ビームを投影するように構成された電子光学システム170を備える。EBIシステム100は、電子光学システム170によって生成された電子ビームに対してオブジェクト190を変位させるように構成される位置決めデバイス180をさらに備える。 [0031] FIGS. 1A and 1B schematically depict a top view and a cross-sectional view of an electron beam (e-beam) inspection (EBI) system 100 according to an embodiment of the present invention. The illustrated embodiment comprises a housing 110 and a pair of load ports 120 that serve as an interface for accepting objects to be inspected and outputting the inspected objects. The illustrated embodiment further comprises an object transfer system, referred to as an EFEM, equipment front-end module 130, configured to transfer and / or transfer objects to and from the load port. In the illustrated embodiment, the EFEM 130 comprises a handler robot 140 configured to transfer objects between the load port of the EBI system 100 and the load lock 150. The load lock 150 is an interface between the atmospheric conditions that occur outside the housing 110 and inside the EFEM and the vacuum conditions that occur inside the vacuum chamber 160 of the EBI system 100. In the illustrated embodiment, the vacuum chamber 160 comprises an electro-optical system 170 configured to project an electron beam onto an object to be inspected, such as a semiconductor substrate or wafer. The EBI system 100 further comprises a positioning device 180 configured to displace the object 190 with respect to the electron beam generated by the electro-optical system 170.

[0032] 実施形態では、位置決めデバイスは、オブジェクトを略水平面に位置決めするためのXYステージ、及びオブジェクトを垂直方向に位置決めするためのZステージなどの、縦続形配置の複数のポジショナを備えてもよい。 [0032] In an embodiment, the positioning device may include multiple positioners in a longitudinal arrangement, such as an XY stage for positioning the object in a substantially horizontal plane and a Z stage for vertically positioning the object. ..

[0033] 実施形態では、位置決めデバイスは、比較的長い距離にわたってオブジェクトの粗動位置決めを行うように構成された、粗動ポジショナと、比較的短い距離にわたってオブジェクトの微動位置決めを行うように構成された、微動ポジショナとの組み合わせを備えてもよい。 [0033] In the embodiment, the positioning device is configured to perform coarse movement positioning of the object over a relatively long distance, and fine movement positioning of the object over a relatively short distance. , May be provided in combination with a fine movement positioner.

[0034] 実施形態では、位置決めデバイス180は、EBIシステム100によって行われる検査プロセス中に支持面上にオブジェクトを保持するためのオブジェクトテーブルをさらに備える。支持面は、バールテーブル及び/又はクランプであってもよい。そのような実施形態では、オブジェクト190は、静電クランプなどのクランプを用いてオブジェクトテーブルの支持面上にクランプされてもよい。そのようなクランプは、オブジェクトテーブルに一体化されてもよい。 [0034] In the embodiment, the positioning device 180 further comprises an object table for holding the object on the support surface during the inspection process performed by the EBI system 100. The support surface may be a crowbar table and / or a clamp. In such an embodiment, the object 190 may be clamped onto the support surface of the object table using a clamp such as an electrostatic clamp. Such clamps may be integrated into the object table.

[0035] 本発明によれば、位置決めデバイス180は、オブジェクトテーブルを位置決めするための第一ポジショナと、第一ポジショナ及びオブジェクトテーブルを位置決めするための第二のポジショナとを備える。 [0035] According to the present invention, the positioning device 180 includes a first positioner for positioning the object table, and a first positioner and a second positioner for positioning the object table.

[0036] 本発明に適用される位置決めデバイス180について、以下により詳細に述べる。 [0036] The positioning device 180 applied to the present invention will be described in more detail below.

[0037] 図2は、本発明による電子ビーム検査ツール又はシステムに適用できる電子光学システム200の実施形態を概略的に描く。電子光学システム200は、電子銃210と称される、電子ビーム源と、結像システム240とを備える。 [0037] FIG. 2 schematically illustrates an embodiment of an electro-optical system 200 applicable to an electron beam inspection tool or system according to the present invention. The electro-optical system 200 includes an electron beam source called an electron gun 210 and an imaging system 240.

[0038] 電子銃210は、電子源212と、サプレッサ214と、アノード216と、1組の開口218と、コンデンサレンズ220とを備える。電子源212は、ショットキーエミッタとすることができる。より具体的には、電子源212は、セラミック基板と、2つの電極と、タングステンフィラメントと、タングステンピンとを含む。2つの電極は、セラミック基板に平行に固定され、且つ2つの電極の他の側は、タングステンフィラメントの2つの端部にそれぞれ接続される。タングステンは、タングステンピンの配置のための先端部を形成するように僅かに湾曲される。次に、タングステンピンの表面がZrO2で被覆され、ZrO2が、溶融されるように1300℃に加熱され、タングステンピンを覆うが、タングステンピンの先端を露出させる。溶融したZrO2は、タングステンの仕事関数を低下させ、且つ放出電子のエネルギー障壁を低下させることができ、したがって、電子ビーム202が効率的に放出される。次いで、サプレッサ214を負の電気に帯電させることによって、電子ビーム202が抑制される。よって、大きな広がり角を有する電子ビームが抑制されて一次電子ビーム202とされ、ひいては、電子ビーム202の輝度が高められる。アノード216の正電荷によって、電子ビーム202を抽出することができ、次いで、電子ビーム202のクーロン強制力が、開口の外側の不要な電子ビームを排除するために異なる開口サイズを有する可変開口218を使用することによって制御されてもよい。電子ビーム202を集束させるために、コンデンサレンズ220が電子ビーム202に適用され、コンデンサレンズ220はまた拡大ももたらす。図2に示すコンデンサレンズ220は、例えば、電子ビーム202を集束させることができる静電レンズであってもよい。その一方で、コンデンサレンズ220は、磁気レンズとすることもできる。 [0038] The electron gun 210 includes an electron source 212, a suppressor 214, an anode 216, a set of apertures 218, and a condenser lens 220. The electron source 212 can be a Schottky emitter. More specifically, the electron source 212 includes a ceramic substrate, two electrodes, a tungsten filament, and a tungsten pin. The two electrodes are fixed parallel to the ceramic substrate, and the other side of the two electrodes is connected to the two ends of the tungsten filament, respectively. Tungsten is slightly curved to form a tip for the placement of tungsten pins. Next, the surface of the tungsten pin is coated with ZrO2, and ZrO2 is heated to 1300 ° C. so as to be melted to cover the tungsten pin but expose the tip of the tungsten pin. The molten ZrO2 can reduce the work function of tungsten and lower the energy barrier of the emitted electrons, so that the electron beam 202 is efficiently emitted. The electron beam 202 is then suppressed by charging the suppressor 214 with negative electricity. Therefore, the electron beam having a large spread angle is suppressed to obtain the primary electron beam 202, and the brightness of the electron beam 202 is increased. The positive charge of the anode 216 allows the electron beam 202 to be extracted, and then the Coulomb forcing of the electron beam 202 creates a variable aperture 218 with a different aperture size to eliminate unwanted electron beams outside the aperture. It may be controlled by use. To focus the electron beam 202, a condenser lens 220 is applied to the electron beam 202, which also brings magnification. The condenser lens 220 shown in FIG. 2 may be, for example, an electrostatic lens capable of focusing the electron beam 202. On the other hand, the condenser lens 220 can also be a magnetic lens.

[0039] 図3に示す結像システム240は、ブランカ248と、1組の開口242と、検出器244と、4組の偏向器250、252、254、及び256と、1対のコイル262と、ヨーク260と、フィルタ246と、電極270とを備える。電極270は、電子ビーム202を遅延させ且つ偏向させるために使用され、さらに、上部ポールピースとサンプル300との組み合わせによる静電レンズ機能を有する。加えて、コイル262及びヨーク260は、磁気対物レンズに構成される。 The imaging system 240 shown in FIG. 3 includes a blanker 248, a set of openings 242, a detector 244, four sets of deflectors 250, 252, 254, and 256, and a pair of coils 262. , A yoke 260, a filter 246, and an electrode 270. The electrode 270 is used to delay and deflect the electron beam 202 and further has an electrostatic lens function due to the combination of the upper pole piece and the sample 300. In addition, the coil 262 and the yoke 260 are configured in a magnetic objective lens.

[0040] 上で説明した、電子ビーム202は、電子ピンを加熱してアノード216に電界を印加することによって生成され、結果として、電子ビーム202を安定化させるには、電子ピンを加熱させるのに長い時間をかけなければならない。ユーザ側にとって、確かに手間がかかり不都合である。よって、電子ビーム202をオフにするのではなく、サンプルから離れる方向に電子ビーム202を一時的に偏向させるために、集束された電子ビーム202にブランカ248が適用される。 [0040] As described above, the electron beam 202 is generated by heating the electron pins and applying an electric field to the anode 216, and as a result, to stabilize the electron beam 202, the electron pins are heated. Must take a long time. It is certainly troublesome and inconvenient for the user side. Thus, a blanker 248 is applied to the focused electron beam 202 to temporarily deflect the electron beam 202 away from the sample rather than turning it off.

[0041] 偏向器250及び256は、電子ビーム202を広視野にわたってスキャンするために適用され、且つ偏向器252及び254は、電子ビーム202を小視野にわたってスキャンするために使用される。全ての偏向器250、252、254、及び256は、電子ビーム202のスキャン方向を制御することができる。偏向器250、252、254、及び256は、静電偏向器又は磁気偏向器とすることができる。ヨーク260の開口部は、サンプル300に面しており、磁界をサンプル300にさらす。その一方で、電極270は、ヨーク260の開口部の下に配置され、それゆえ、サンプル300が損傷を受けない。電子ビーム202の色収差を補正するために、位相板270、サンプル300、及び上部ポールピースは、電子ビーム202の色収差を排除するレンズを形成する。 [0041] The deflectors 250 and 256 are applied to scan the electron beam 202 over a wide field of view, and the deflectors 252 and 254 are used to scan the electron beam 202 over a small field of view. All deflectors 250, 252, 254, and 256 can control the scanning direction of the electron beam 202. The deflectors 250, 252, 254, and 256 can be electrostatic deflectors or magnetic deflectors. The opening of the yoke 260 faces the sample 300 and exposes the magnetic field to the sample 300. On the other hand, the electrode 270 is placed below the opening of the yoke 260 so that the sample 300 is not damaged. In order to correct the chromatic aberration of the electron beam 202, the phase plate 270, the sample 300, and the upper pole piece form a lens that eliminates the chromatic aberration of the electron beam 202.

[0042] さらに、電子ビーム202がサンプル300に衝突したときに、サンプル300の表面から二次電子が発せられる。次に、フィルタ246によって2次電子が検出器244へ誘導される。 [0042] Further, when the electron beam 202 collides with the sample 300, secondary electrons are emitted from the surface of the sample 300. Next, the filter 246 guides the secondary electrons to the detector 244.

[0043] 図4は、本発明によるEBIシステムの可能な制御アーキテクチャを概略的に描く。図1に示すように、EBIシステムは、ロードロックと、ウェーハ移送システムと、ロード/ロックと、電子光学システムと、例えば、zステージ及びxyステージを含む、位置決めデバイスとを備える。図示のように、EBIシステムのこれらの種々のコンポーネントは、それぞれのコントローラ、すなわち、ウェーハ移送システムに接続されたウェーハ移送システムコントローラ、ロード/ロックコントローラ、電子光学コントローラ、検出器コントローラ、ステージコントローラを備えていてもよい。これらのコントローラは、例えば、通信バスを介して、例えば、システムコントローラコンピュータ及びイメージ処理コンピュータに通信可能に接続されてもよい。図示の実施形態では、システムコントローラコンピュータ及びイメージ処理コンピュータは、ワークステーションに接続されてもよい。 [0043] FIG. 4 schematically illustrates a possible control architecture for an EBI system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the EBI system includes a load lock, a wafer transfer system, a load / lock, an electro-optical system, and a positioning device including, for example, a z-stage and an xy stage. As shown, these various components of the EBI system include their respective controllers, namely a wafer transfer system controller, load / lock controller, electro-optical controller, detector controller, stage controller connected to the wafer transfer system. You may be. These controllers may be communicably connected to, for example, a system controller computer and an image processing computer via a communication bus, for example. In the illustrated embodiment, the system controller computer and the image processing computer may be connected to a workstation.

[0044] ロードポートは、EREM130などの、ウェーハ移送システムにウェーハをロードし、且つウェーハ移送システムコントローラは、ロードロック150などの、ロード/ロックにウェーハを移送するようにウェーハの移送を制御する。ロード/ロックコントローラは、チャンバへのロード/ロックを制御し、その結果、検査すべきオブジェクト、例えばウェーハを、クランプ、例えばeチャックとも称される、静電クランプに固定することができる。位置決めデバイス、例えば、zステージ及びxyステージは、ステージコントローラよってウェーハが移動することを可能にする。実施形態では、zステージの高さは、例えば、ピエゾアクチュエータなどのピエゾコンポーネントを使用して調整されてもよい。電子光学コントローラは、電子光学システムの全ての状態を制御してもよく、且つ検出器コントローラは、電子光学システムから電気信号を受信してイメージ信号に変換してもよい。システムコントローラコンピュータは、コマンドを対応するコントローラに送信する。イメージ信号を受信した後に、イメージ処理コンピュータは、欠陥を特定するためにイメージ信号を処理してもよい。 [0044] The load port loads the wafer into a wafer transfer system, such as EREM 130, and the wafer transfer system controller controls the transfer of the wafer to transfer the wafer to load / lock, such as load lock 150. The load / lock controller controls the load / lock to the chamber so that the object to be inspected, eg, the wafer, can be clamped to a clamp, eg, an electrostatic clamp, also called an e-chuck. Positioning devices, such as the z-stage and the xy stage, allow the wafer to be moved by the stage controller. In embodiments, the height of the z-stage may be adjusted using, for example, a piezo component such as a piezo actuator. The electro-optical controller may control all states of the electro-optical system, and the detector controller may receive an electrical signal from the electro-optical system and convert it into an image signal. System controller The computer sends commands to the corresponding controller. After receiving the image signal, the image processing computer may process the image signal to identify defects.

[0045] 図5は、本発明の実施形態による電子ビーム検査ツール100の実施形態の側面図を概略的に描く。電子ビーム検査ツール100は、電子光学システム200を備える。電子光学システム200は、図2に関して説明したように、電子銃210と結像システム240とを備える。 [0045] FIG. 5 schematically depicts a side view of an embodiment of the electron beam inspection tool 100 according to the embodiment of the present invention. The electron beam inspection tool 100 includes an electro-optical system 200. The electro-optical system 200 includes an electron gun 210 and an imaging system 240, as described with respect to FIG.

[0046] 電子光学システム200は、位置決めデバイス180の可動オブジェクトテーブル3よりも上に配置される。オブジェクトテーブル3は、オブジェクト、特に基板190を支持するために配置される。オブジェクトテーブル3は、電子光学システム200からの電子ビームを使用して基板190、特に基板190の上面を検査できるように、基板190のターゲット部分を電子光学システム200と位置合わせするためにx方向、y方向及びz方向に移動可能である。 [0046] The electro-optical system 200 is arranged above the movable object table 3 of the positioning device 180. The object table 3 is arranged to support an object, particularly a substrate 190. The object table 3 is in the x-direction to align the target portion of the substrate 190 with the electro-optical system 200 so that the electron beam from the electro-optical system 200 can be used to inspect the top surface of the substrate 190, especially the substrate 190. It can move in the y direction and the z direction.

[0047] 基板190のターゲット部分を電子光学システム200と適切に位置合わせする目的で、電子光学システム200に対するオブジェクトテーブル3の位置を制御するために配置される位置制御システムが設けられる。 [0047] For the purpose of appropriately aligning the target portion of the substrate 190 with the electro-optical system 200, a position control system arranged to control the position of the object table 3 with respect to the electro-optical system 200 is provided.

[0048] 位置制御システムは、位置測定システム5と、コントローラ6と、少なくとも1つのアクチュエータ7とを備える。位置測定システム5は、電子光学システム200に対するオブジェクトテーブル3上に支持された基板190の位置を決定するために配置される。位置測定システム5は、基板190の高さ位置を測定するための第一位置センサ8を備える。第一位置センサ8は、電子光学システム200と基板190との間の距離を直接測定するために電子光学システム200に装着される光学センサである。 [0048] The position control system includes a position measurement system 5, a controller 6, and at least one actuator 7. The positioning system 5 is arranged to determine the position of the substrate 190 supported on the object table 3 with respect to the electro-optical system 200. The position measurement system 5 includes a first position sensor 8 for measuring the height position of the substrate 190. The first position sensor 8 is an optical sensor mounted on the electro-optical system 200 to directly measure the distance between the electro-optical system 200 and the substrate 190.

[0049] 第一位置センサ8は、電子光学システム200と基板190の上面のターゲット部分との間の距離を直接測定するので、電子光学システム200に対する基板190のターゲット部分の垂直位置を高精度で決定し得る。しかしながら、基板190の上面の高さ位置のこの直接測定のために一般に使用される光学センサは、比較的低い測定速度、例えば、100〜150Hzの測定周波数率を有する。 Since the first position sensor 8 directly measures the distance between the electro-optical system 200 and the target portion on the upper surface of the substrate 190, the vertical position of the target portion of the substrate 190 with respect to the electro-optical system 200 can be accurately determined. Can be decided. However, the optical sensors commonly used for this direct measurement of the height position of the top surface of the substrate 190 have a relatively low measurement rate, eg, a measurement frequency factor of 100-150 Hz.

[0050] 位置測定システムは、第一干渉計センサ9と第二干渉計センサ10とをさらに備える。 The position measurement system further includes a first interferometer sensor 9 and a second interferometer sensor 10.

[0051] 第一干渉計センサ9は、第一測定ビーム11及び第一基準ビーム12を提供する。第一測定ビーム11は、オブジェクトテーブル3上の第一反射面13へ第一測定方向に誘導される。第一基準ビーム12は、電子光学システム200に装着された第一反射要素に設けられた第一反射基準面14へ第一基準ビーム方向に誘導される。第一測定方向及び第一基準ビーム方向は、互いに平行である。これによって、第一干渉計センサ9による位置測定が第一干渉計センサ9の変位に対して無反応となる。第一基準ビーム12が第一基準面14へ誘導されるので、第一干渉計センサ9は、第一測定方向において、電子光学システム200とオブジェクトテーブル3との相対的変位を直接測定する。 The first interferometer sensor 9 provides a first measurement beam 11 and a first reference beam 12. The first measurement beam 11 is guided in the first measurement direction to the first reflection surface 13 on the object table 3. The first reference beam 12 is guided in the direction of the first reference beam to the first reflection reference surface 14 provided on the first reflection element mounted on the electro-optical system 200. The first measurement direction and the first reference beam direction are parallel to each other. As a result, the position measurement by the first interferometer sensor 9 becomes unresponsive to the displacement of the first interferometer sensor 9. Since the first reference beam 12 is guided to the first reference plane 14, the first interferometer sensor 9 directly measures the relative displacement between the electro-optical system 200 and the object table 3 in the first measurement direction.

[0052] 相応に、第二干渉計センサ10は、第二測定ビーム15及び第二基準ビーム16を提供する。第二測定ビーム15は、オブジェクトテーブル3上の第二反射面17へ第二測定方向に誘導される。第二基準ビーム16は、電子光学システム200に装着された第二反射要素に設けられた第二反射基準面18へ第二基準ビーム方向に誘導される。第二測定方向及び第二基準ビーム方向は、互いに平行である。これによって、第二干渉計センサ10による位置測定が第二干渉計センサ10の変位に対して無反応となる。第二基準ビーム16が第二反射基準面18へ誘導されるので、第二干渉計センサ10は、電子光学システム200とオブジェクトテーブル3との相対的変位を直接測定する。 [0052] Correspondingly, the second interferometer sensor 10 provides a second measurement beam 15 and a second reference beam 16. The second measurement beam 15 is guided in the second measurement direction to the second reflection surface 17 on the object table 3. The second reference beam 16 is guided in the direction of the second reference beam to the second reflection reference surface 18 provided on the second reflection element mounted on the electro-optical system 200. The second measurement direction and the second reference beam direction are parallel to each other. As a result, the position measurement by the second interferometer sensor 10 becomes unresponsive to the displacement of the second interferometer sensor 10. Since the second reference beam 16 is guided to the second reflection reference plane 18, the second interferometer sensor 10 directly measures the relative displacement between the electro-optical system 200 and the object table 3.

[0053] 第一反射面13及び第二反射面17は、オブジェクトテーブルの両側に、好ましくはオブジェクトテーブル3の垂直軸(さらには第一軸とも示される)に対してオブジェクトテーブルの両側に配置されてもよい。 [0053] The first reflecting surface 13 and the second reflecting surface 17 are arranged on both sides of the object table, preferably on both sides of the object table with respect to the vertical axis (also referred to as the first axis) of the object table 3. You may.

[0054] 図5の実施形態では、オブジェクトテーブル3の側面は、第一反射面13及び第二反射面17として使用される。代替実施形態では、第一反射面及び/又は第二反射面は、オブジェクトテーブル3に装着された反射面要素に設けられてもよい。 [0054] In the embodiment of FIG. 5, the side surface of the object table 3 is used as the first reflecting surface 13 and the second reflecting surface 17. In an alternative embodiment, the first reflective surface and / or the second reflective surface may be provided on a reflective surface element mounted on the object table 3.

[0055] 第一反射基準面14及び第二反射基準面18は、電子光学システム200に、特に電子銃210に強固に接続される任意の好適な箇所に設けられてもよい。その箇所は、電子銃210、結像システム240、例えば、そのハウジング又はフレームであってもよい。第一反射基準面14及び第二反射基準面18は、この箇所に直接設けられてもよく、又は図5に示すように、それぞれの箇所に装着された別個の反射要素に設けられてもよい。 The first reflection reference surface 14 and the second reflection reference surface 18 may be provided on the electro-optical system 200 at any suitable location, particularly tightly connected to the electron gun 210. The location may be the electron gun 210, the imaging system 240, eg, its housing or frame. The first reflection reference surface 14 and the second reflection reference surface 18 may be provided directly at this location, or may be provided on separate reflective elements mounted at each location, as shown in FIG. ..

[0056] 図示の実施形態では、第一測定方向は、(図5に示すx方向における)水平成分と(図5に示すz方向における)垂直成分とを含む。相応に、第二測定方向は、(図5に示すx方向における)水平成分と(図5に示すz方向における)垂直成分とを含む。第一測定方向及び第二測定方向の水平成分は、互いに対向する(すなわち、正のx方向及び負のx方向である)。第一測定方向の垂直成分と第二測定方向の垂直成分は両方とも上方に延びる。 [0056] In the illustrated embodiment, the first measurement direction includes a horizontal component (in the x direction shown in FIG. 5) and a vertical component (in the z direction shown in FIG. 5). Correspondingly, the second measurement direction includes a horizontal component (in the x direction shown in FIG. 5) and a vertical component (in the z direction shown in FIG. 5). The horizontal components of the first measurement direction and the second measurement direction face each other (that is, the positive x direction and the negative x direction). Both the vertical component in the first measurement direction and the vertical component in the second measurement direction extend upward.

[0057] 第一干渉計センサ9及び第二干渉計センサ10の干渉計測定値の所定の又は較正された線形結合を計算することによって、x方向及びz方向におけるオブジェクトテーブル3の変位が決定されてもよい。図5に示す実施形態では、x方向における変位は、第一干渉計センサ9及び第二干渉計センサ10の干渉計測定値の差に比例し、その一方で、z変位は、第一干渉計センサ9及び第二干渉計センサ10の干渉計測定値の合計に比例する。この実施形態でのx変位測定は、x方向における電子光学システム200の均質な膨張に起因する測定誤差などの、第一干渉計センサ9と第二干渉計センサ10とのいくつかの一般的な測定誤差の影響を受けない。 [0057] The displacement of the object table 3 in the x and z directions is determined by calculating a predetermined or calibrated linear combination of the interferometer measurements of the first interferometer sensor 9 and the second interferometer sensor 10. May be good. In the embodiment shown in FIG. 5, the displacement in the x direction is proportional to the difference between the interferometer measurements of the first interferometer sensor 9 and the second interferometer sensor 10, while the z displacement is the first interferometer sensor. It is proportional to the total of the interferometer measurements of 9 and the second interferometer sensor 10. The x-displacement measurement in this embodiment is a few common examples of the first interferometer sensor 9 and the second interferometer sensor 10, such as measurement errors due to the homogeneous expansion of the electro-optical system 200 in the x-direction. Not affected by measurement error.

[0058] 第一基準ビーム12及び第二基準ビーム16は、等しい長さを有するように配置されてもよい。これによって、この実施形態でのx変位測定が反射基準面14、18の等しい大きさの変位と、x方向における電子光学システム200の均質な膨張などの反対の兆候とに対して無反応となる。 [0058] The first reference beam 12 and the second reference beam 16 may be arranged to have equal lengths. This makes the x-displacement measurement in this embodiment unresponsive to equally large displacements of the reflection reference planes 14 and 18 and opposite signs such as homogeneous expansion of the electro-optical system 200 in the x-direction. ..

[0059] 第一測定方向と第一測定方向の水平成分との間の角度は、例えば2〜20°の範囲、例えば5°であってもよい。第二測定方向と第二測定方向の水平成分との間の角度もまた、例えば2〜20°の範囲、例えば5°であってもよい。好ましくは、これらの角度は同じである。第一反射面13、第一反射基準面14、第二反射面17、及び第二反射基準面18は、第一測定方向、第一基準ビーム方向、第二測定方向、及び第二基準ビーム方向にそれぞれ直交して配置される。 [0059] The angle between the first measurement direction and the horizontal component in the first measurement direction may be in the range of, for example, 2 to 20 °, for example, 5 °. The angle between the second measurement direction and the horizontal component in the second measurement direction may also be in the range of, for example, 2 to 20 °, for example, 5 °. Preferably, these angles are the same. The first reflection surface 13, the first reflection reference surface 14, the second reflection reference surface 17, and the second reflection reference surface 18 are the first measurement direction, the first reference beam direction, the second measurement direction, and the second reference beam direction. Are arranged orthogonally to each other.

[0060] x方向、y方向及び/又はz方向におけるオブジェクトテーブル3の移動によって第一測定ビーム11が第一反射面13の測定範囲内の別の箇所で反射され且つ第二測定ビーム15が第二反射面17の測定範囲の別の箇所で反射されることが分かる。第一反射面13及び第二反射面17の測定範囲は、矩形であり、且つ十分な寸法を有してもよい。 [0060] The movement of the object table 3 in the x, y, and / or z directions causes the first measurement beam 11 to be reflected at another location within the measurement range of the first reflection surface 13 and the second measurement beam 15 to be second. (Ii) It can be seen that the reflection surface 17 is reflected at another part of the measurement range. The measurement range of the first reflecting surface 13 and the second reflecting surface 17 may be rectangular and may have sufficient dimensions.

[0061] 第一測定ビーム11が第一反射面13で反射される箇所に応じて、反射挙動は異なり得る。第一反射面13の測定範囲内の異なる箇所間における反射挙動の差異を考慮するために、位置測定システム5及び/又はコントローラ6は、第一反射面13の異なる箇所の反射挙動の差異を補正するための、第一反射面13用の補正マップを備えてもよい。同様に、位置測定システム5及び/又はコントローラ6は、第二反射面17の異なる箇所の反射挙動の差異を補正するための、第二反射面17用の補正マップを備えてもよい。また、補正マップは、第一反射面13と第二反射面17との組み合わせ用に提供されてもよい。 [0061] The reflection behavior may differ depending on where the first measurement beam 11 is reflected by the first reflection surface 13. In order to consider the difference in reflection behavior between different points within the measurement range of the first reflection surface 13, the position measurement system 5 and / or the controller 6 corrects the difference in reflection behavior at different points in the first reflection surface 13. A correction map for the first reflecting surface 13 may be provided for this purpose. Similarly, the position measurement system 5 and / or the controller 6 may include a correction map for the second reflecting surface 17 for correcting differences in reflection behavior at different locations on the second reflecting surface 17. Further, the correction map may be provided for the combination of the first reflecting surface 13 and the second reflecting surface 17.

[0062] 第一測定ビーム11の第一測定方向と第二測定ビーム15の第二測定方向とは、基板190上のターゲット箇所19で交差する。ターゲット部分が電子光学システム200に対して正しく位置決めされた場合、この箇所は、交差箇所、すなわち、電子ビームの焦点が合わせられる点でもある。このことは、y軸方向における回転軸を中心とするオブジェクトテーブル3の回転によって生じるオブジェクトテーブル3の異なる向きを補正する必要なしに、ターゲット箇所のx位置を正確に決定することを可能にする。当業者であれば、この測定を「アッベの測定」又は「小さなアッベ・アームでの測定」と称するであろう。 [0062] The first measurement direction of the first measurement beam 11 and the second measurement direction of the second measurement beam 15 intersect at the target location 19 on the substrate 190. If the target portion is correctly positioned with respect to the electro-optical system 200, this location is also the intersection, i.e., the point at which the electron beam is focused. This makes it possible to accurately determine the x-position of the target location without having to correct for the different orientations of the object table 3 caused by the rotation of the object table 3 about the rotation axis in the y-axis direction. Those skilled in the art would refer to this measurement as "abbe measurement" or "measurement with a small abbe arm".

[0063] しかしながら、第一基準ビーム方向と第二基準ビーム方向とは、電子光学システム200の対象となる箇所20よりも上の箇所で交差する。それゆえ、x方向及び/又はy方向における軸を中心とする電子光学システム200の回転が、第一干渉計センサ9及び第二干渉計センサ10の測定でのアッベ誤差を防止するために補償されることが好ましい。加速度センサ21は、電子光学システム200の加速度を測定するために電子光学システム200に装着される。これらの測定された加速度に基づいて、電子光学システム200の回転が検出され補償されてもよい。また、電子光学システム200の回転を決定するのに好適な任意の他のセンサが適用されてもよい。 [0063] However, the first reference beam direction and the second reference beam direction intersect at a portion above the target portion 20 of the electro-optical system 200. Therefore, the rotation of the electro-optical system 200 about the axis in the x-direction and / or the y-direction is compensated to prevent the Abbe error in the measurement of the first interferometer sensor 9 and the second interferometer sensor 10. Is preferable. The acceleration sensor 21 is attached to the electro-optical system 200 to measure the acceleration of the electro-optical system 200. Based on these measured accelerations, the rotation of the electro-optical system 200 may be detected and compensated. Also, any other sensor suitable for determining the rotation of the electro-optical system 200 may be applied.

[0064] 第三測定ビーム23を用いて、x方向及びz方向に直交する第三測定方向、すなわちy方向におけるオブジェクトテーブル3の位置を決定するために、第三干渉計センサ22が設けられる。第三測定ビーム23は、オブジェクトテーブル3上の第三反射面24で反射される。第三反射面24は、x−z平面に延びる、すなわち、y方向に直交して延びる。第三干渉計センサ22は、y方向へのオブジェクトテーブル3の移動を可能にするために、オブジェクトテーブル3から距離をおいて配置される。第三干渉計センサ22は、任意の好適なサポート、例えば防振サポートフレームに装着されてもよい。 [0064] Using the third measurement beam 23, a third interferometer sensor 22 is provided to determine the position of the object table 3 in the third measurement direction, that is, the y direction, which is orthogonal to the x and z directions. The third measurement beam 23 is reflected by the third reflecting surface 24 on the object table 3. The third reflecting surface 24 extends in the x-z plane, that is, extends orthogonally in the y direction. The third interferometer sensor 22 is arranged at a distance from the object table 3 in order to allow the object table 3 to move in the y direction. The third interferometer sensor 22 may be mounted on any suitable support, such as a vibration isolation support frame.

[0065] 第三干渉計センサ22がオブジェクトテーブル3と電子光学システム200との相対的変位を直接測定するために、第三干渉計センサ22の基準ビームが電子光学システム200上の第三反射基準面へ誘導されて第三反射基準面で反射され得ることが分かる。 [0065] Since the third interferometer sensor 22 directly measures the relative displacement between the object table 3 and the electro-optical system 200, the reference beam of the third interferometer sensor 22 is the third reflection reference on the electro-optical system 200. It can be seen that it can be guided to the surface and reflected by the third reflection reference surface.

[0066] 第一干渉計センサ9、第二干渉計センサ10及び第三干渉計センサ22は、3自由度、すなわち、x方向、y方向及びz方向におけるオブジェクトテーブル3の位置を決定するのに十分な測定データを提供する。所望により、x方向、y方向及び/又はz方向に延びる軸を中心とするオブジェクトテーブル3の回転を測定するために、さらなる干渉計センサ又は他のセンサデバイスが設けられてもよい。好ましくは、位置測定システム5は、全6自由度におけるオブジェクトテーブル3の位置及び回転を決定するための少なくとも6つの干渉計センサを備える。 [0066] The first interferometer sensor 9, the second interferometer sensor 10 and the third interferometer sensor 22 determine the position of the object table 3 in three degrees of freedom, i.e., in the x, y and z directions. Provide sufficient measurement data. If desired, additional interferometer sensors or other sensor devices may be provided to measure the rotation of the object table 3 about an axis extending in the x, y and / or z directions. Preferably, the positioning system 5 comprises at least six interferometer sensors for determining the position and rotation of the object table 3 in all six degrees of freedom.

[0067] 干渉計センサ9、10、22は、オブジェクトテーブル3上に支持された基板190の高さレベルを直接測定するために使用される第一位置センサ8の測定速度に比べて相対的に速い測定速度でオブジェクトテーブル3の位置を決定することができる。但し、干渉計センサ9、10は、オブジェクトテーブル3上の基板190の高さ位置を間接的に測定し、つまり、干渉計センサ9、10は、オブジェクトテーブル3の相対的高さ変位を測定し、この測定に基づいて、基板の高さ位置が計算される。しかしながら、基板190の厚さ又は非平坦性に起因する高低差などの、基板190のある特定の局所特性は、干渉計センサ9、10によって測定できないので、これらの局所特性は、干渉計センサ9、10の測定のみに基づいて基板180の高さ位置が決定される場合には考慮されない。しかしながら、第一位置センサ8が基板190の上面の高さを直接測定するので、基板190のこれらの局所特性は、第一位置センサ8の測定において考慮される。 [0067] The interferometer sensors 9, 10 and 22 are relative to the measurement speed of the first position sensor 8 used to directly measure the height level of the substrate 190 supported on the object table 3. The position of the object table 3 can be determined at a high measurement speed. However, the interferometer sensors 9 and 10 indirectly measure the height position of the substrate 190 on the object table 3, that is, the interferometer sensors 9 and 10 measure the relative height displacement of the object table 3. , Based on this measurement, the height position of the substrate is calculated. However, certain local characteristics of the substrate 190, such as height differences due to the thickness or non-flatness of the substrate 190, cannot be measured by the interferometer sensors 9 and 10, so these local characteristics are the interferometer sensor 9. It is not considered when the height position of the substrate 180 is determined based only on the measurement of 10. However, since the first position sensor 8 directly measures the height of the top surface of the substrate 190, these local characteristics of the substrate 190 are taken into account in the measurement of the first position sensor 8.

[0068] それゆえ、本発明によれば、第一位置センサ8と干渉計センサ9、10、22との両方の測定結果は、オブジェクトテーブル3上に支持された基板190を電子光学システム200に対して適切に位置合わせするために、位置制御システムにおいて使用される。 Therefore, according to the present invention, the measurement results of both the first position sensor 8 and the interferometer sensors 9, 10 and 22 are obtained by using the substrate 190 supported on the object table 3 in the electro-optical system 200. In contrast, it is used in position control systems to properly align.

[0069] 図6は、基板190を検査するために、電子光学システム200によって放出された電子ビームの焦点を基板190の上面に合わせることができるように、電子光学システム200に対する基板190のターゲット部分の位置を制御するための制御方式を示す。制御方式は、マスタ制御ループ50とスレーブ制御ループ51とを含む。コントローラ6は、マスタ制御ループ50内に配置されたマスタコントローラ52と、スレーブ制御ループ51内に配置されたスレーブコントローラ53とを備える。 [0069] FIG. 6 shows the target portion of the substrate 190 with respect to the electro-optical system 200 so that the electron beam emitted by the electro-optical system 200 can be focused on the top surface of the substrate 190 to inspect the substrate 190. The control method for controlling the position of is shown. The control method includes a master control loop 50 and a slave control loop 51. The controller 6 includes a master controller 52 arranged in the master control loop 50 and a slave controller 53 arranged in the slave control loop 51.

[0070] セットポイントジェネレータ54は、電子光学システム200に対する基板190の高さ位置、すなわち、基板190の、特に基板190のターゲット部分の所望の高さ位置のためのセットポイントspを提供する。セットポイントspは、第一位置センサ8によって測定される高さ位置h1と比較される。この比較に基づいて、マスタコントローラ52は、スレーブ制御ループ51に対する入力信号としてスレーブセットポイントシグナルsspを提供する。スレーブ制御ループ51において、スレーブセットポイントシグナルsspは、第一干渉計センサ9及び第二干渉計センサ10の測定に基づいて決定された基板190の垂直位置と比較される。 [0070] The setpoint generator 54 provides a setpoint sp for the height position of the substrate 190 with respect to the electro-optical system 200, i.e., the desired height position of the substrate 190, particularly the target portion of the substrate 190. The setpoint sp is compared to the height position h1 measured by the first position sensor 8. Based on this comparison, the master controller 52 provides the slave setpoint signal ssp as an input signal to the slave control loop 51. In the slave control loop 51, the slave setpoint signal ssp is compared to the vertical position of the substrate 190 determined based on the measurements of the first interferometer sensor 9 and the second interferometer sensor 10.

[0071] スレーブコントローラ53は、少なくとも1つのアクチュエータ7を作動させてオブジェクトテーブル3を所望の高さ位置hに移動させるために使用される作動信号aを提供する。 [0071] The slave controller 53 provides an actuation signal a that is used to actuate at least one actuator 7 to move the object table 3 to a desired height position h.

[0072] したがって、スレーブ制御ループ51では、基板190の高さ位置hを制御するためにオブジェクトテーブル3の高さ位置の比較的迅速な測定が使用される。第一及び第二干渉計センサ9、10の測定速度が速いので、スレーブ制御ループの帯域幅は広い、例えば>300Hzである。 Therefore, in the slave control loop 51, a relatively rapid measurement of the height position of the object table 3 is used to control the height position h of the substrate 190. Since the measurement speeds of the first and second interferometer sensors 9 and 10 are high, the bandwidth of the slave control loop is wide, for example> 300 Hz.

[0073] 同時に、第一位置センサ8の直接的であるがあまり迅速でない測定が、スレーブ制御ループ51に対する入力として使用されるスレーブセットポイントsspを更新するために、マスタコントローラ52において使用される。 At the same time, a direct but less rapid measurement of the first position sensor 8 is used in the master controller 52 to update the slave setpoint ssp used as an input to the slave control loop 51.

[0074] 図6に示すマスタ−スレーブ構成は、有利には第一位置センサ8と第一及び第二干渉計センサ9、10との両方の特性が使用される、電子光学システム200に対する基板190の高さ位置を制御する有利な方法をもたらすことが判明している。 [0074] The master-slave configuration shown in FIG. 6 preferably uses the characteristics of both the first position sensor 8 and the first and second interferometer sensors 9 and 10, the substrate 190 for the electro-optical system 200. It has been found to provide an advantageous way to control the height position of the.

[0075] 図7は、特に干渉計センサの構成における、位置測定システム5の代替実施形態を示す。位置測定システム5は、第一干渉計センサ28と第二干渉計センサ29とを備える。第一干渉計センサ28は、第一反射面13と第一干渉計センサ28との相対的変位を測定するための第一測定ビーム11を提供する。相応に、第二干渉計センサ29は、第二反射面17と第二干渉計センサ29との相対的変位を測定するための第二測定ビーム15を提供する。図7に示す位置測定システム5では、第一干渉計センサ28及び第二干渉計センサ29の反射基準面は、第一干渉計センサ28及び第二干渉計センサ29にそれぞれ一体化される。その結果、第一干渉計センサ28及び第二干渉計センサ29は、オブジェクトテーブル3と電子光学システム200との相対的変位ではなく、オブジェクトテーブルとそれぞれの第一干渉計センサ28又は第二干渉計センサ29との相対的変位を直接測定する。 [0075] FIG. 7 shows an alternative embodiment of the position measuring system 5, especially in the configuration of an interferometer sensor. The position measurement system 5 includes a first interferometer sensor 28 and a second interferometer sensor 29. The first interferometer sensor 28 provides a first measurement beam 11 for measuring the relative displacement between the first reflecting surface 13 and the first interferometer sensor 28. Correspondingly, the second interferometer sensor 29 provides a second measurement beam 15 for measuring the relative displacement between the second reflecting surface 17 and the second interferometer sensor 29. In the position measurement system 5 shown in FIG. 7, the reflection reference planes of the first interferometer sensor 28 and the second interferometer sensor 29 are integrated with the first interferometer sensor 28 and the second interferometer sensor 29, respectively. As a result, the first interferometer sensor 28 and the second interferometer sensor 29 are not the relative displacement between the object table 3 and the electro-optical system 200, but the object table and the respective first interferometer sensor 28 or the second interferometer. The relative displacement with the sensor 29 is directly measured.

[0076] 電子光学システム200の位置を決定するために、第一追加干渉計センサ30及び第二追加干渉計センサ31が提供される。第一追加干渉計センサ30は、電子光学システム200の第一反射基準面714に直交するように誘導される第一追加測定ビーム712を提供する。第二追加干渉計センサ31は、電子光学システム200の第二反射基準面718に直交するように誘導される第二追加測定ビーム716を提供する。第一干渉計センサ28、第二干渉計センサ29、第一追加干渉計センサ30、及び第二追加干渉計センサ31は、好ましくは、干渉計センサ28、29、30、31の相対的位置が同じままであるように同じフレームに装着される。 [0076] A first additional interferometer sensor 30 and a second additional interferometer sensor 31 are provided to determine the position of the electro-optical system 200. The first additional interferometer sensor 30 provides a first additional measurement beam 712 that is guided orthogonally to the first reflection reference plane 714 of the electro-optical system 200. The second additional interferometer sensor 31 provides a second additional measurement beam 716 guided so as to be orthogonal to the second reflection reference plane 718 of the electro-optical system 200. The first interferometer sensor 28, the second interferometer sensor 29, the first additional interferometer sensor 30, and the second additional interferometer sensor 31 preferably have the relative positions of the interferometer sensors 28, 29, 30, and 31. Mounted on the same frame so that it remains the same.

[0077] 第一干渉計センサ28と第二干渉計センサ29と第一追加干渉計センサ30と第二追加干渉計センサ31との組み合わせによって、位置測定システム5が、x方向及びz方向において、電子光学システム200に対するオブジェクトテーブル3の位置を決定することが可能となる。この測定位置は、図6に示すようにスレーブ制御ループ51で使用することができる。 [0077] The combination of the first interferometer sensor 28, the second interferometer sensor 29, the first additional interferometer sensor 30, and the second additional interferometer sensor 31 allows the position measuring system 5 to move in the x and z directions. The position of the object table 3 with respect to the electro-optical system 200 can be determined. This measurement position can be used in the slave control loop 51 as shown in FIG.

[0078] 第一追加測定ビーム712及び第二追加測定ビーム716は、略等しい長さを有するように配置されてもよい。これによって、この実施形態でのx変位測定が反射基準面714、718の等しい大きさの変位と、x方向における電子光学システム200の均質な膨張などの反対の兆候とに対して無反応となる。 [0078] The first additional measurement beam 712 and the second additional measurement beam 716 may be arranged so as to have substantially equal lengths. This makes the x-displacement measurement in this embodiment unresponsive to equally large displacements of the reflection reference planes 714,718 and opposite signs such as homogeneous expansion of the electro-optical system 200 in the x-direction. ..

[0079] 図7の実施形態の重要な利点は、第一追加測定ビーム712及び第二追加測定ビーム716の測定方向が、電子光学システム200の対象となる箇所20で交差することである。結果として、位置測定は、図5の実施形態に関して上で説明したように、アッベ誤差の補償を必要としない。しかしながら、位置測定システム5は、電子光学システム200の位置を測定するための追加の干渉計センサ30、31を必要とする。 An important advantage of the embodiment of FIG. 7 is that the measurement directions of the first additional measurement beam 712 and the second additional measurement beam 716 intersect at a point 20 of interest in the electro-optical system 200. As a result, the position measurement does not require compensation for Abbe error, as described above for the embodiment of FIG. However, the position measuring system 5 requires additional interferometer sensors 30 and 31 for measuring the position of the electro-optical system 200.

[0080] 図8は、特に干渉計センサの構成における、位置測定システム5の別の代替実施形態を示す。第一干渉計センサ809は、第一測定ビーム11及び第一基準ビーム812を提供する。第一測定ビーム11は、オブジェクトテーブル3上の第一反射面13へ第一測定方向に誘導される。第一基準ビーム812は、メトロロジフレーム300に装着された第一反射要素に設けられた第一反射基準面814へ、好ましくは水平面に平行である、第一基準ビーム方向に誘導される。 [0080] FIG. 8 shows another alternative embodiment of the position measuring system 5, especially in the configuration of an interferometer sensor. The first interferometer sensor 809 provides a first measurement beam 11 and a first reference beam 812. The first measurement beam 11 is guided in the first measurement direction to the first reflection surface 13 on the object table 3. The first reference beam 812 is guided to the first reflection reference surface 814 provided on the first reflection element mounted on the metrology frame 300 in the direction of the first reference beam, which is preferably parallel to the horizontal plane.

[0081] 第二干渉計センサ810は、第二測定ビーム15及び第二基準ビーム816を提供する。第二測定ビーム15は、オブジェクトテーブル3上の第二反射面17へ第二測定方向に誘導される。第二基準ビーム816は、メトロロジフレーム300に装着された第二反射要素に設けられた第二反射基準面818へ、好ましくは水平面に平行である、第二基準ビーム方向に誘導される。 [0081] The second interferometer sensor 810 provides a second measurement beam 15 and a second reference beam 816. The second measurement beam 15 is guided in the second measurement direction to the second reflection surface 17 on the object table 3. The second reference beam 816 is guided to the second reflection reference surface 818 provided on the second reflection element mounted on the metrology frame 300 in the direction of the second reference beam, which is preferably parallel to the horizontal plane.

[0082] 第一基準ビーム812及び第二基準ビーム816は、略等しい長さを有するように配置されてもよい。これによって、この実施形態でのx変位測定が反射基準面814、818の等しい大きさの変位と、x方向における基準ビーム300の均質な膨張などの反対の兆候とに対して無反応となる。 [0082] The first reference beam 812 and the second reference beam 816 may be arranged to have substantially equal lengths. This makes the x-displacement measurement in this embodiment unresponsive to equally large displacements of the reflection reference planes 814, 818 and opposite signs such as a homogeneous expansion of the reference beam 300 in the x direction.

[0083] 図9は、特に干渉計センサの構成における、位置測定システム5のさらに別の代替実施形態を示す。第一干渉計センサ909は、第一測定ビーム11及び第一基準ビーム912を提供する。第一測定ビーム11は、オブジェクトテーブル3上の第一反射面13へ第一測定方向に誘導される。第一基準ビーム912は、メトロロジフレーム300に装着された第一反射要素に設けられた第一反射基準面914へ第一基準ビーム方向に誘導される。第一測定方向及び第一基準ビーム方向は、互いに平行である。これによって、第一干渉計センサ9による位置測定が第一干渉計センサ9の変位に対して無反応となる。 [0083] FIG. 9 shows yet another alternative embodiment of the position measuring system 5, especially in the configuration of an interferometer sensor. The first interferometer sensor 909 provides a first measurement beam 11 and a first reference beam 912. The first measurement beam 11 is guided in the first measurement direction to the first reflection surface 13 on the object table 3. The first reference beam 912 is guided in the direction of the first reference beam to the first reflection reference surface 914 provided on the first reflection element mounted on the metrology frame 300. The first measurement direction and the first reference beam direction are parallel to each other. As a result, the position measurement by the first interferometer sensor 9 becomes unresponsive to the displacement of the first interferometer sensor 9.

[0084] 第二干渉計センサ910は、第二測定ビーム15及び第二基準ビーム916を提供する。第二測定ビーム15は、オブジェクトテーブル3上の第二反射面17へ第二測定方向に誘導される。第二基準ビーム916は、メトロロジフレーム300に装着された第二反射要素に設けられた第二反射基準面918へ第二基準ビーム方向に誘導される。第二測定方向及び第二基準ビーム方向は、互いに平行である。これによって、第二干渉計センサ910による位置測定が第二干渉計センサ910の変位に対して無反応となる。 [0084] The second interferometer sensor 910 provides a second measurement beam 15 and a second reference beam 916. The second measurement beam 15 is guided in the second measurement direction to the second reflection surface 17 on the object table 3. The second reference beam 916 is guided in the direction of the second reference beam to the second reflection reference surface 918 provided on the second reflection element mounted on the metrology frame 300. The second measurement direction and the second reference beam direction are parallel to each other. As a result, the position measurement by the second interferometer sensor 910 becomes unresponsive to the displacement of the second interferometer sensor 910.

[0085] 第一基準ビーム912及び第二基準ビーム916は、略等しい長さを有するように配置されてもよい。これによって、この実施形態でのx変位測定が反射基準面914、918の等しい大きさの変位と、x方向における基準ビーム300の均質な膨張などの反対の兆候とに対して無反応となる。 [0085] The first reference beam 912 and the second reference beam 916 may be arranged to have substantially equal lengths. This makes the x-displacement measurement in this embodiment unresponsive to equally large displacements of the reflection reference planes 914, 918 and opposite signs such as homogeneous expansion of the reference beam 300 in the x direction.

[0086] さらに別の代替実施形態では、第一及び第二測定ビームが垂直下向き成分を有するように、第一及び第二干渉計センサが、図7の第一及び第二追加干渉計センサ30、31と同様に、第一反射面及び第二反射面よりも高い高さレベルに配置され得ることが分かる。そのような実施形態では、第一干渉計センサ及び第二干渉計センサの基準ビームは、オブジェクトテーブル3と電子光学システム200との相対的変位を直接測定するために、電子光学システム200上の第一反射基準面及び第二反射基準面へ誘導されて第一反射基準面及び第二反射基準面で反射されてもよい。代替的に、第一干渉計センサ及び第一追加干渉計が装着される第一基準フレームと第二干渉計センサ及び第二追加干渉計が装着される第二基準フレームとに対する電子光学システム200の相対的変位を測定するために、追加の干渉計センサが設けられてもよい。 [0086] In yet another alternative embodiment, the first and second interferometer sensors are the first and second additional interferometer sensors 30 of FIG. 7 so that the first and second measurement beams have a vertical downward component. , 31 can be seen to be placed at a higher level than the first and second reflective surfaces. In such an embodiment, the reference beams of the first and second interferometer sensors are on the electro-optical system 200 to directly measure the relative displacement between the object table 3 and the electro-optical system 200. It may be guided to one reflection reference plane and the second reflection reference plane and reflected by the first reflection reference plane and the second reflection reference plane. Alternatively, the electro-optical system 200 for a first reference frame to which the first interferometer sensor and the first additional interferometer are mounted and a second reference frame to which the second interferometer sensor and the second additional interferometer are mounted. An additional interferometer sensor may be provided to measure the relative displacement.

[0087] さらなる実施形態については、以下の条項において説明され得る。
1. ステージ装置であって、
支持面を備えるオブジェクトテーブルであって、前記支持面上で基板を支持するように構成された前記オブジェクトテーブルと、
前記オブジェクトテーブルを位置決めするように構成された位置決めデバイスと、
第一軸に平行な前記オブジェクトテーブルの高さ位置を測定するように構成された位置センサを備える位置測定システムであって、前記第一軸が前記支持面に略直交であり、前記位置センサが、干渉計センサを有する干渉計測定システムを備える、前記位置測定システムと
を備え、
前記干渉計センサの測定ビームが、前記オブジェクトテーブルの反射面を測定方向に照射するように構成され、前記測定方向が、前記第一軸に平行な第一成分と第二軸に平行な第二成分とを有し、前記第二軸が前記第一軸に略直交である、
ステージ装置。
2. 前記位置測定システムが、前記第一軸に平行な前記基板のさらなる高さ位置を測定するように構成された第二位置センサをさらに備える、条項1に記載のステージ装置。
3. 前記第二位置センサが、前記基板の前記さらなる高さ位置を直接測定するように構成される、条項2に記載のステージ装置。
4. 前記ステージ装置が、前記第二位置センサを使用して前記位置センサの測定速度に比べて低い測定速度で前記基板の前記さらなる高さ位置を測定するように構成される、条項2又は3に記載のステージ装置。
5. 前記ステージ装置が、前記第二位置センサを使用して前記位置センサの測定精度に比べて高い測定精度で前記基板の前記さらなる高さ位置を測定するように構成される、条項2〜4の何れか一項に記載のステージ装置。
6. 作動信号を提供するコントローラと、
前記作動信号に基づいて前記オブジェクトテーブルの前記高さ位置を調整するように構成された少なくとも1つのアクチュエータと
をさらに備え、
前記コントローラが、マスタ制御ループとスレーブ制御ループとを有するマスタ−スレーブ構成を備え、
使用時に、前記スレーブ制御ループでは、前記位置センサが、前記基板の前記さらなる高さ位置を制御するために使用され、且つ
使用時に、前記マスタ制御ループでは、前記第二位置センサが、前記スレーブ制御ループに対するセットポイントを提供するために使用される、
条項2〜5の何れか一項に記載のステージ装置。
7. 前記反射面が、前記干渉計センサの前記測定方向に略直交に配置される、条項1〜6の何れか一項に記載のステージ装置。
8. 前記測定方向及び前記干渉計センサの基準ビームの基準ビーム方向が、互いに略平行である、条項1〜7の何れか一項に記載のステージ装置。
9. 前記基板を支持しない前記オブジェクトテーブルの面である前記オブジェクトテーブルの側面が、前記オブジェクトテーブルの前記反射面を形成するように構成されるか、又は前記オブジェクトテーブルの前記側面に装着された反射面要素が、前記オブジェクトテーブルの前記反射面を形成するように構成される、条項1〜8の何れか一項に記載のステージ装置。
10. 前記位置測定システム及び/又は前記コントローラが、前記オブジェクトテーブルの前記反射面の異なる箇所における反射挙動の差異を補正するように構成された、前記オブジェクトテーブルの前記反射面の補正マップを備える、条項1〜9の何れか一項に記載のステージ装置。
11. 前記測定方向の前記第一成分が、前記オブジェクトテーブルから前記第一軸に平行な前記基板へ第一方向に誘導されるか、又は前記測定方向の前記第一成分が、前記基板から前記第一軸に平行な前記オブジェクトテーブルへ第二方向に誘導される、条項1〜10の何れか一項に記載のステージ装置。
12. 前記測定方向と前記第二軸との間の角度が、2〜20°である、条項1〜11の何れか一項に記載のステージ装置。
13. 前記基準ビームが前記第二軸に略平行である、条項1〜12の何れか一項に記載のステージ装置。
14. 前記干渉計測定システムが第二干渉計センサを備え、前記第二干渉計センサの第二測定ビームが、前記オブジェクトテーブルの第二反射面へ第二測定方向に誘導され、前記第二測定方向が、前記第一軸に平行な第三成分と、第三軸に平行な第四成分とを有し、前記第三軸が前記第一軸に略直交である、条項1〜13の何れか一項に記載のステージ装置。
15. 前記反射面及び前記第二反射面が、前記オブジェクトテーブルの両側に配置される、条項14に記載のステージ装置。
16. 前記反射面及び前記第二反射面が、前記第一軸に対して前記オブジェクトテーブルの両側に配置される、条項15に記載のステージ装置。
17. 前記基準ビーム及び前記第二干渉計センサの第二基準ビームが、略等しい長さを有する、条項14〜16の何れか一項に記載のステージ装置。
18. 前記第三軸が前記第二軸である、条項14〜17の何れか一項に記載のステージ装置。
19. 前記測定方向の前記第一成分と前記第二測定方向の前記第三成分とが、同じ方向を有し、且つ前記測定方向の前記第二成分と前記第二測定方向の前記第四成分とが、反対方向を有する、条項14〜18の何れか一項に記載のステージ装置。
20. 前記測定ビームの前記測定方向と前記第二測定ビームの前記第二測定方向とが、前記基板上のターゲット位置で交差する、条項14〜19の何れか一項に記載のステージ装置。
21. 前記位置測定システムが第三干渉計センサを備え、前記第三干渉計センサの第三測定ビームが、前記オブジェクトテーブルの第三反射面へ第三測定方向に誘導され、前記第三測定方向が、第四軸に平行な第五成分のみを有し、前記第四軸が前記第一軸及び前記第三軸に直交である、条項14〜20の何れか一項に記載のステージ装置。
22. 前記第二位置センサが光学センサである、条項2〜21の何れか一項に記載のステージ装置。
23. 前記位置測定システムが、6自由度における前記オブジェクトテーブルの位置を決定するように構成される、条項1〜22の何れか一項に記載のステージ装置。
24. 粒子ビーム装置であって、
粒子ビームを基板に提供するように構成された粒子ビームジェネレータと、
条項1〜23の何れか一項に記載のステージ装置と
を備える、粒子ビーム装置。
25. 前記基準ビームによって照射されるように構成された前記干渉計センサの反射基準面が、前記粒子ビームジェネレータに配置される、条項24に記載の粒子ビーム装置。
26. 前記反射基準面が、前記粒子ビームジェネレータを支持するフレームに配置される、条項24に記載の粒子ビーム装置。
27. 前記基準ビーム方向と前記第二基準ビームの第二基準ビーム方向とが、前記粒子ビームジェネレータ上の第二ターゲット位置で交差する、条項24〜26の何れか一項に記載の粒子ビーム装置。
28. 前記光学センサが、前記粒子ビームジェネレータに又は前記粒子ビームジェネレータを支持する前記フレームに装着される、条項24〜27の何れか一項に記載の粒子ビーム装置。
29. 前記粒子ビーム装置が電子ビーム装置であり、且つ前記粒子ビームが電子ビームである、条項24〜28の何れか一項に記載の粒子ビーム装置。
30. 前記電子ビーム装置が電子ビーム検査装置である、条項29に記載の電子ビーム装置。
31. 条項1〜23の何れか一項に記載のステージ装置、条項24〜29の何れか一項に記載の粒子ビーム装置、又は条項30に記載の電子ビーム装置を備え、真空チャンバをさらに備える装置。
32. 条項1〜23の何れか一項に記載のステージ装置を備える装置であって、前記装置がリソグラフィ装置又はメトロロジ装置である、装置。
33. 投影光学システムをさらに備え、前記基準ビームによって照射されるように構成された前記干渉計センサの前記反射基準面が、前記投影光学システムに配置される、条項32に記載の装置。
34. 前記投影光学システムをさらに備え、前記基準ビームによって照射されるように構成された前記干渉計センサの前記反射基準面が、前記投影光学システムを支持するフレームに配置される、条項32に記載の装置。
35. 前記基準ビーム方向と前記第二基準ビームの前記第二基準ビーム方向とが、前記投影光学システム上の第二ターゲット位置で交差する、条項32又は34に記載の装置。
36. 前記光学センサが、前記投影光学システムに又は前記投影光学システムを支持する前記フレームに装着される、条項32〜35の何れか一項に記載の装置。
[0087] Further embodiments may be described in the following provisions.
1. 1. It ’s a stage device,
An object table having a support surface, the object table configured to support the substrate on the support surface, and the object table.
A positioning device configured to position the object table and
A position measurement system including a position sensor configured to measure the height position of the object table parallel to the first axis, wherein the first axis is substantially orthogonal to the support surface and the position sensor is The position measurement system is provided with the interference meter measurement system having the interference meter sensor.
The measurement beam of the interferometer sensor is configured to irradiate the reflective surface of the object table in the measurement direction, and the measurement direction is the first component parallel to the first axis and the second component parallel to the second axis. It has components and the second axis is substantially orthogonal to the first axis.
Stage equipment.
2. 2. The stage apparatus according to Clause 1, wherein the position measuring system further comprises a second position sensor configured to measure a further height position of the substrate parallel to the first axis.
3. 3. The stage apparatus according to Clause 2, wherein the second position sensor is configured to directly measure said further height position on the substrate.
4. 28. Clause 2 or 3, wherein the stage apparatus is configured to use the second position sensor to measure the further height position of the substrate at a measurement speed lower than the measurement speed of the position sensor. Stage equipment.
5. Any of Clauses 2-4, wherein the stage device is configured to use the second position sensor to measure the further height position of the substrate with a measurement accuracy higher than the measurement accuracy of the position sensor. The stage device according to item 1.
6. A controller that provides an activation signal and
Further comprising at least one actuator configured to adjust said height position of said object table based on said actuation signal.
The controller comprises a master-slave configuration having a master control loop and a slave control loop.
In use, in the slave control loop, the position sensor is used to control the further height position of the substrate, and in use, in the master control loop, the second position sensor is the slave control. Used to provide a setpoint for the loop,
The stage device according to any one of Articles 2 to 5.
7. The stage device according to any one of Articles 1 to 6, wherein the reflecting surface is arranged substantially orthogonally to the measuring direction of the interferometer sensor.
8. The stage apparatus according to any one of Articles 1 to 7, wherein the measurement direction and the reference beam direction of the reference beam of the interferometer sensor are substantially parallel to each other.
9. A reflective surface element that is configured such that a side surface of the object table, which is a surface of the object table that does not support the substrate, forms the reflective surface of the object table, or is mounted on the side surface of the object table. The stage apparatus according to any one of Articles 1 to 8, wherein the object table is configured to form the reflective surface of the object table.
10. Clause 1 comprising a correction map of the reflective surface of the object table, wherein the position measuring system and / or the controller is configured to correct for differences in reflection behavior at different locations of the reflective surface of the object table. 9. The stage device according to any one of 9.
11. The first component in the measurement direction is first guided from the object table to the substrate parallel to the first axis, or the first component in the measurement direction is from the substrate to the first. The stage device according to any one of clauses 1 to 10, which is guided in a second direction to the object table parallel to the axis.
12. The stage device according to any one of Articles 1 to 11, wherein the angle between the measuring direction and the second axis is 2 to 20 °.
13. The stage apparatus according to any one of Articles 1 to 12, wherein the reference beam is substantially parallel to the second axis.
14. The interferometer measurement system includes a second interferometer sensor, and the second measurement beam of the second interferometer sensor is guided to the second reflection surface of the object table in the second measurement direction, and the second measurement direction is changed. , Any one of Articles 1 to 13, which has a third component parallel to the first axis and a fourth component parallel to the third axis, and the third axis is substantially orthogonal to the first axis. The stage device according to the section.
15. The stage apparatus according to clause 14, wherein the reflective surface and the second reflective surface are arranged on both sides of the object table.
16. The stage apparatus according to Article 15, wherein the reflective surface and the second reflective surface are arranged on both sides of the object table with respect to the first axis.
17. The stage apparatus according to any one of Articles 14 to 16, wherein the reference beam and the second reference beam of the second interferometer sensor have substantially equal lengths.
18. The stage device according to any one of Articles 14 to 17, wherein the third axis is the second axis.
19. The first component in the measurement direction and the third component in the second measurement direction have the same direction, and the second component in the measurement direction and the fourth component in the second measurement direction are The stage apparatus according to any one of Articles 14 to 18, which has the opposite direction.
20. The stage apparatus according to any one of Articles 14 to 19, wherein the measurement direction of the measurement beam and the second measurement direction of the second measurement beam intersect at a target position on the substrate.
21. The position measurement system includes a third interferometer sensor, and the third measurement beam of the third interferometer sensor is guided to the third reflection surface of the object table in the third measurement direction, and the third measurement direction is changed. The stage apparatus according to any one of Articles 14 to 20, which has only a fifth component parallel to the fourth axis, and the fourth axis is orthogonal to the first axis and the third axis.
22. The stage device according to any one of Articles 2 to 21, wherein the second position sensor is an optical sensor.
23. The stage apparatus according to any one of clauses 1 to 22, wherein the position measuring system is configured to determine the position of the object table in 6 degrees of freedom.
24. It ’s a particle beam device,
With a particle beam generator configured to provide a particle beam to the substrate,
A particle beam device comprising the stage device according to any one of Articles 1 to 23.
25. The particle beam device according to Article 24, wherein the reflection reference surface of the interferometer sensor configured to be irradiated by the reference beam is arranged in the particle beam generator.
26. The particle beam device according to Article 24, wherein the reflection reference plane is arranged in a frame that supports the particle beam generator.
27. The particle beam device according to any one of Articles 24 to 26, wherein the reference beam direction and the second reference beam direction of the second reference beam intersect at a second target position on the particle beam generator.
28. The particle beam device according to any one of Articles 24 to 27, wherein the optical sensor is mounted on the particle beam generator or on the frame supporting the particle beam generator.
29. The particle beam device according to any one of Articles 24 to 28, wherein the particle beam device is an electron beam device and the particle beam is an electron beam.
30. The electron beam device according to Article 29, wherein the electron beam device is an electron beam inspection device.
31. An apparatus comprising the stage apparatus according to any one of Clauses 1 to 23, the particle beam apparatus according to any one of Clauses 24 to 29, or the electron beam apparatus according to Clause 30, further comprising a vacuum chamber.
32. An apparatus comprising the stage apparatus according to any one of Articles 1 to 23, wherein the apparatus is a lithographic apparatus or a metrology apparatus.
33. 32. The apparatus of clause 32, wherein the reflection reference plane of the interferometer sensor further comprising a projection optical system and configured to be illuminated by the reference beam is located in the projection optical system.
34. 32. The apparatus of clause 32, wherein the reflection reference plane of the interferometer sensor further comprising the projection optical system and configured to be irradiated by the reference beam is arranged in a frame supporting the projection optical system. ..
35. 32. The device of clause 32 or 34, wherein the reference beam direction and the second reference beam direction of the second reference beam intersect at a second target position on the projection optical system.
36. The device according to any one of Articles 32 to 35, wherein the optical sensor is mounted on the projection optical system or on the frame supporting the projection optical system.

[0088] 上記では、種々の実施形態による電子ビーム検査装置が別々に説明されている。しかしながら、種々の実施形態の組み合わせが単一の電子ビーム検査装置に組み合わされてもよい。 [0088] In the above, electron beam inspection devices according to various embodiments are described separately. However, a combination of various embodiments may be combined into a single electron beam inspection device.

[0089] 本明細書で説明した実施形態は主に電子ビーム検査ツール又は装置に関係するものであるが、本発明の用途は、これらの特定の実施形態に限定されるものではない。本発明は、電子ビーム検査ツールに適用されるだけでなく、CD−SEM、EBDW(電子ビーム直接描画)、EPL(電子ビーム投影リソグラフィ、及び電子ビーム欠陥検証ツールなどの他の任意の種類の電子ビーム検査ツール、真空チャンバを備えた任意の種類のツール、リソグラフィ装置、並びにメトロロジ装置に適用されてもよい。 [0089] Although the embodiments described herein are primarily related to electron beam inspection tools or devices, the applications of the present invention are not limited to these particular embodiments. The present invention is not only applied to electron beam inspection tools, but also any other type of electron such as CD-SEM, EBDW (electron beam direct drawing), EPL (electron beam projection lithography, and electron beam defect verification tool). It may be applied to beam inspection tools, any kind of tool with a vacuum chamber, lithography equipment, and metrology equipment.

[0090] 本発明の好ましい実施形態との関連で本発明を説明してきたが、以下に特許請求される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の修正及び変形を加えることができることを理解されたい。 [0090] Although the present invention has been described in the context of preferred embodiments of the present invention, it is possible to make other modifications and modifications without departing from the spirit and scope of the claims claimed below. I want to be understood.

Claims (15)

ステージ装置であって、
支持面を備えるオブジェクトテーブルであって、前記支持面上で基板を支持するように構成された前記オブジェクトテーブルと、
前記オブジェクトテーブルを位置決めするように構成された位置決めデバイスと、
第一軸に平行な前記オブジェクトテーブルの高さ位置を測定するように構成された位置センサを備える位置測定システムであって、前記第一軸が前記支持面に略直交であり、前記位置センサが、干渉計センサを有する干渉計測定システムを備える、前記位置測定システムと
を備え、
前記干渉計センサの測定ビームが、前記オブジェクトテーブルの反射面を測定方向に照射するように構成され、前記測定方向が、前記第一軸に平行な第一成分と第二軸に平行な第二成分とを有し、前記第二軸が前記第一軸に略直交である、
ステージ装置。
It ’s a stage device,
An object table having a support surface, the object table configured to support the substrate on the support surface, and the object table.
A positioning device configured to position the object table and
A position measurement system including a position sensor configured to measure the height position of the object table parallel to the first axis, wherein the first axis is substantially orthogonal to the support surface and the position sensor is The position measurement system is provided with the interference meter measurement system having the interference meter sensor.
The measurement beam of the interferometer sensor is configured to irradiate the reflective surface of the object table in the measurement direction, and the measurement direction is the first component parallel to the first axis and the second component parallel to the second axis. It has components and the second axis is substantially orthogonal to the first axis.
Stage equipment.
前記位置測定システムが、
前記第一軸に平行な前記基板のさらなる高さ位置を測定するように構成された第二位置センサと、
作動信号を提供するコントローラと、
前記作動信号に少なくとも部分的に基づいて前記オブジェクトテーブルの前記高さ位置を調整するように構成された少なくとも1つのアクチュエータと
をさらに備え、
前記ステージ装置が、前記第二位置センサを使用して前記位置センサの測定速度に比べて低い測定速度で前記基板の前記さらなる高さ位置を測定するように構成され、
前記コントローラが、マスタ制御ループとスレーブ制御ループとを有するマスタ−スレーブ構成を備え、
使用時に、前記スレーブ制御ループでは、前記位置センサが、前記基板の前記さらなる高さ位置を制御するために使用され、且つ
使用時に、前記マスタ制御ループでは、前記第二位置センサが、前記スレーブ制御ループに対するセットポイントを提供するために使用される、
請求項1に記載のステージ装置。
The position measurement system
A second position sensor configured to measure a further height position of the substrate parallel to the first axis.
A controller that provides an activation signal and
Further comprising at least one actuator configured to adjust the height position of the object table based at least in part on the actuation signal.
The stage device is configured to use the second position sensor to measure the further height position of the substrate at a measurement speed lower than the measurement speed of the position sensor.
The controller comprises a master-slave configuration having a master control loop and a slave control loop.
In use, in the slave control loop, the position sensor is used to control the further height position of the substrate, and in use, in the master control loop, the second position sensor is the slave control. Used to provide a setpoint for the loop,
The stage device according to claim 1.
前記反射面が、前記干渉計センサの前記測定方向に略直交に配置される、請求項1に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 1, wherein the reflecting surface is arranged substantially orthogonally to the measuring direction of the interferometer sensor. 前記測定方向と前記第二軸との間の角度が、2〜20°である、請求項1に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 1, wherein the angle between the measurement direction and the second axis is 2 to 20 °. 前記干渉計センサの基準ビームの基準ビーム方向が、前記測定ビームに略平行であるか、又は前記第二軸に略平行である、請求項1に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 1, wherein the reference beam direction of the reference beam of the interferometer sensor is substantially parallel to the measurement beam or substantially parallel to the second axis. 前記基板を支持しない前記オブジェクトテーブルの面である前記オブジェクトテーブルの側面が、前記オブジェクトテーブルの前記反射面を形成するように構成されるか、又は前記オブジェクトテーブルの前記側面に装着された反射面要素が、前記オブジェクトテーブルの前記反射面を形成するように構成される、請求項1に記載のステージ装置。 A reflective surface element that is configured such that a side surface of the object table, which is a surface of the object table that does not support the substrate, forms the reflective surface of the object table, or is mounted on the side surface of the object table. The stage apparatus according to claim 1, wherein is configured to form the reflective surface of the object table. 前記位置測定システム及び/又は前記コントローラが、前記オブジェクトテーブルの前記反射面の異なる箇所における反射挙動の差異を補正するように構成された、前記オブジェクトテーブルの前記反射面の補正マップを備える、請求項1又は2に記載のステージ装置。 A claim comprising the position measuring system and / or the controller comprising a correction map of the reflective surface of the object table configured to correct for differences in reflection behavior at different locations on the reflective surface of the object table. The stage apparatus according to 1 or 2. 前記干渉計測定システムが第二干渉計センサを備え、前記第二干渉計センサの第二測定ビームが、前記オブジェクトテーブルの第二反射面へ第二測定方向に誘導され、前記第二測定方向が、前記第一軸に平行な第三成分と、第三軸に平行な第四成分とを有し、前記第三軸が前記第一軸に略直交である、請求項1に記載のステージ装置。 The interferometer measurement system includes a second interferometer sensor, and the second measurement beam of the second interferometer sensor is guided to the second reflection surface of the object table in the second measurement direction, and the second measurement direction is changed. The stage apparatus according to claim 1, further comprising a third component parallel to the first axis and a fourth component parallel to the third axis, wherein the third axis is substantially orthogonal to the first axis. .. 前記反射面及び前記第二反射面が、前記第一軸に対して前記オブジェクトテーブルの両側に配置され、並びに前記測定方向の前記第一成分と前記第二測定方向の前記第三成分とが、同じ方向を有し、且つ前記測定方向の前記第二成分と前記第二測定方向の前記第四成分とが、反対方向を有する、請求項8に記載のステージ装置。 The reflecting surface and the second reflecting surface are arranged on both sides of the object table with respect to the first axis, and the first component in the measuring direction and the third component in the second measuring direction are The stage apparatus according to claim 8, wherein the stage apparatus has the same direction, and the second component in the measurement direction and the fourth component in the second measurement direction have opposite directions. 前記基準ビーム及び前記第二干渉計センサの第二基準ビームが、略等しい長さを有する、請求項8に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 8, wherein the reference beam and the second reference beam of the second interferometer sensor have substantially the same length. 前記測定ビームの前記測定方向と前記第二測定ビームの前記第二測定方向とが、前記基板上のターゲット位置で交差する、請求項8に記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 8, wherein the measurement direction of the measurement beam and the second measurement direction of the second measurement beam intersect at a target position on the substrate. 粒子ビーム装置であって、
粒子ビームを基板上に提供するように構成された粒子ビームジェネレータと、
請求項1に記載のステージ装置と
を備え、
前記基準ビームによって照射されるように構成された前記干渉計センサの反射基準面が、前記粒子ビームジェネレータに配置される、
粒子ビーム装置。
It ’s a particle beam device,
With a particle beam generator configured to provide a particle beam on a substrate,
The stage apparatus according to claim 1 is provided.
A reflection reference plane of the interferometer sensor configured to be illuminated by the reference beam is arranged in the particle beam generator.
Particle beam device.
粒子ビーム装置であって、
前記粒子ビームを前記基板上に提供するように構成された前記粒子ビームジェネレータと、
請求項1に記載のステージ装置と
を備え、
前記反射基準面が、前記粒子ビームジェネレータを支持するフレームに配置される、
粒子ビーム装置。
It ’s a particle beam device,
With the particle beam generator configured to provide the particle beam onto the substrate,
The stage apparatus according to claim 1 is provided.
The reflection reference plane is arranged in a frame that supports the particle beam generator.
Particle beam device.
粒子ビーム装置であって、
前記粒子ビームを前記基板上に提供するように構成された前記粒子ビームジェネレータと、
請求項8に記載のステージ装置と
を備え、
前記基準ビーム方向と前記第二干渉計ビームの第二基準ビーム方向とが、前記粒子ビームジェネレータ上の第二ターゲット位置で交差する、
粒子ビーム装置。
It ’s a particle beam device,
With the particle beam generator configured to provide the particle beam onto the substrate,
The stage apparatus according to claim 8 is provided.
The reference beam direction and the second reference beam direction of the second interferometer beam intersect at a second target position on the particle beam generator.
Particle beam device.
請求項1に記載のステージ装置を備える装置であって、前記装置が、粒子ビーム装置、電子ビーム装置、電子ビーム検査装置、リソグラフィ装置、メトロロジ装置、又は真空装置である、装置。 A device including the stage device according to claim 1, wherein the device is a particle beam device, an electron beam device, an electron beam inspection device, a lithography device, a metrology device, or a vacuum device.
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